Рациональный компромисс целей субъектов дистанционного образования

На базе системной методологии исследованы механизмы согласования деятельности субъектов в дистанционном образовании для нахождения рационального компромисса целей субъектов обучения, учебных заведений и агентов рынка труда. На схемах взаимосвязей компонентов системы образования в процессе обучения и...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Опубліковано в: :	Системні дослідження та інформаційні технології
Дата:	2003
Автори:	Панкратова, Н.Д., Хохлов, В.Ю.
Формат:	Стаття
Мова:	Російська
Опубліковано:	Навчально-науковий комплекс "Інститут прикладного системного аналізу" НТУУ "КПІ" МОН та НАН України 2003
Теми:	Прогресивні інформаційні технології, високопродуктивні комп’ютерні системи
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/50302
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Рациональный компромисс целей субъектов дистанционного образования / Н.Д. Панкратова, В.Ю. Хохлов // Систем. дослідж. та інформ. технології. — 2003. — № 4. — С. 44-59. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1859665061425971200
author	Панкратова, Н.Д. Хохлов, В.Ю.
author_facet	Панкратова, Н.Д. Хохлов, В.Ю.
citation_txt	Рациональный компромисс целей субъектов дистанционного образования / Н.Д. Панкратова, В.Ю. Хохлов // Систем. дослідж. та інформ. технології. — 2003. — № 4. — С. 44-59. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.
collection	DSpace DC
container_title	Системні дослідження та інформаційні технології
description	На базе системной методологии исследованы механизмы согласования деятельности субъектов в дистанционном образовании для нахождения рационального компромисса целей субъектов обучения, учебных заведений и агентов рынка труда. На схемах взаимосвязей компонентов системы образования в процессе обучения и на схеме взаимодействия учебных заведений проиллюстрированы преимущества такого подхода. Предложена математическая постановка задачи обеспечения рационального компромисса целей. Разработан алгоритм ее решения. На основі системної методології досліджено механізми погодження діяльності суб’єктів у дистанційній освіті з метою знаходження раціонального компромісу цілей суб’єктів навчання, навчальних закладів та агентів ринку праці. На схемах взаємозв’язків компонентів системи освіти у процесі навчання та на схемі взаємодії навчальних закладів проілюстровано переваги такого підходу. Запропоновано математичну модель задачі знаходження раціонального компромісу цілей та наведено алгоритм її розв’язку. Coordination mechanisms for agents purposes in the distance education have been studied on the basis of system methodology. The finding of rational compromise for purposes of learners, educational institutions and labour market agents is proposed. Benefits of the approach are illustrated by the scheme of education system components interconnection during the learning process and the scheme of educational institutions interaction. A mathematical model and an algorithm for finding the rational compromise of purposes are given.
first_indexed	2025-11-30T10:27:14Z
format	Article
fulltext	© Н.Д. Панкратова, В.Ю. Хохлов, 2003 44 ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2003, № 4 TIДC ПРОГРЕСИВНІ ІНФОРМАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ, ВИСОКОПРОДУКТИВНІ КОМП’ЮТЕРНІ СИСТЕМИ УДК 007:681.518 РАЦИОНАЛЬНЫЙ КОМПРОМИСС ЦЕЛЕЙ СУБЪЕКТОВ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ Н. Д. ПАНКРАТОВА, В. Ю. ХОХЛОВ На базе системной методологии исследованы механизмы согласования дея- тельности субъектов в дистанционном образовании для нахождения рацио- нального компромисса целей субъектов обучения, учебных заведений и аген- тов рынка труда. На схемах взаимосвязей компонентов системы образования в процессе обучения и на схеме взаимодействия учебных заведений проиллюст- рированы преимущества такого подхода. Предложена математическая поста- новка задачи обеспечения рационального компромисса целей. Разработан ал- горитм ее решения. Информационная революция и мировая глобализация создали информаци- онное общество и предпосылки для перехода к обществу знаний, сущест- венно изменили образ жизни большинства людей. Система образования должна адаптироваться к этим изменениям, и потому одна из важных за- дач — согласование образования с потребностями людей и особенностями информационного общества. В настоящее время в области дистанционного образования проводится много исследований, в которых большое внимание уделяется непрерывному активному обучению, внедрению новых техноло- гий и новому пониманию роли субъекта обучения, преподавателя и образо- вательного учреждения [1–4]. Новые дидактические концепции и модели, системы дистанционного обучения, автоматизация отдельных механизмов управления процессом обучения будут более эффективны, если их рассматривать как составные части единой системы. Это позволит организовать обмен данными между подсистемами и наладить взаимодействие при решении задач. Отсюда сле- дует необходимость построения модели системы, что представляет слож- ную междисциплинарную проблему. Актуальность создания динамической, итерационной модели объясня- ется тем, что эффективное существование любой системы имеет цикличе- ский характер и возможно лишь при наличии обратной связи [5]. Разработка математической модели принятия решений важна потому, что современные информационные компьютерные технологии (ИКТ) исключительно форма- лизованы и их эффективное использование в дистанционном обучении воз- можно лишь при одновременной формализации предметной области. В этой статье развиваются и реализуются идеи системной методологии дистанционного обучения, предложенной в работе [6]. В дальнейшем она Рациональный компромисс целей субъектов дистанционного образования Системні дослідження та інформаційні технології, 2003, № 4 45 может использоваться для решения отдельных задач в области образования и интеграции существующих наработок в единую систему. В частности, ис- пользуя эту методологию, можно исследовать динамические процессы в системах обучения и проблемы формирования и реализации стратегии обучения. РАЦИОНАЛЬНЫЙ КОМПРОМИСС ЦЕЛЕЙ В ДИСТАНЦИОННОМ ОБРАЗОВАНИИ Системы дистанционного обучения (СДО) — это сложные открытые систе- мы, в состав которых входят разнородные подсистемы, активно обмени- вающиеся информацией с внешней средой. Анализ взаимосвязей, структуры и поведения этих систем представляет собой системную задачу междисцип- линарного исследования. Сложность его обусловлена рядом факторов. Один из них — наличие множества противоречивых целей обучения при ограни- чениях на информационные и технические ресурсы. Наличие обратной связи в модели информационных взаимосвязей [6] (рис. 1) дает основание говорить о динамическом характере поведения сис- темы, благодаря чему она приобретает важные свойства (например, воз- можность адаптации к изменению внешней по отношению к самой системе среды, в частности, нормативно-правовой базы, динамики спроса и предло- жения на рынке образовательных услуг и рынке труда, внедрению новых технологических решений). Предложенная модель позволяет также более четко разделить задачи, решаемые системой образования в целом, и собст- венно задачи обучения, являющиеся лишь подмножеством первых. Обрат- ная связь служит для придания процессу получения образования цикличе- ского, итерационного характера, отражающего концепцию непрерывного обучения. В то же время обратная связь в процессе обучения может исполь- зоваться для корректирования учебного процесса в рамках одного курса или его отдельных элементов. Необходимо учитывать, что проблемы развития системы образования находятся на качественно более высоком уровне, чем задачи обучения, и поэтому, следуя общей идее взаимосвязей и взаимодей- ствия в системе «образование — наука — производство» [7], их целесооб- разно рассматривать в едином контексте отношений «общество — система образования», «рынок труда — рынок образовательных услуг». Контур обратной связи показан на структурной модели (рис. 1) двой- ными стрелками. Опыт обучения, который сохраняется в Едином каталоге, используется для принятия решений о дальнейшем обучении с учетом те- кущих потребностей субъекта и спросом на рынке труда. Прошлый опыт, представленный в профайле студента, становится доступен и СДО. В рамках предложенной модели можно выделить три различные кате- гории субъектов информационного взаимодействия с системой. 1. Субъекты обучения — лица, которые обучаются, обучались или планируют обучаться в будущем (студенты, выпускники, абитуриенты). 2. Учебные заведения — организации, предоставляющие услуги в обу- чении. 3. Агенты рынка труда — работодатели, кадровые агентства. Н.Д. Панкратова, В.Ю. Хохлов ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2003, № 4 46 Для обозначения представителя какой-либо категории субъектов ис- пользуется термин агент. Каждый агент владеет своей специфической ин- формацией и стремится к достижению собственных целей, сталкиваясь при этом с дефицитом и неопределенностью информации (см. таблицу). Агенты образовательной системы и их информационные характеристики Агент Владеет информацией Заинтересован в информации Субъект обучения О личных интересах и склонностях, желаемом трудоустройстве, прошлом учебном и профессиональном опыте О стратегии дальнейшего обу- чения Учебное заведение О программах обучения, возможно- стях персонала и ресурсах, будущем предложении на рынке труда (нынеш- нее распределение студентов по спе- циальностям) О стратегии дальнейшего пред- ложения образовательных ус- луг, разработке новых курсов, индивидуальных особенностях обучения субъекта Рынок труда О текущем спросе, тенденциях и про- гнозах рынка труда О будущих предложениях ра- бочей силы, сведениях для под- бора специалистов на плани- руемые вакансии Каждый агент ставит свои цели в образовательном процессе: Субъект обучения — реализовать свои личные интересы и склонности, занять достойную позицию в обществе и на рынке рабочей силы. Учебное заведение — успешно действовать на рынке образовательных услуг (в частности, быть конкурентоспособным на рынке услуг и рынке труда). Рынок труда (в целом) — достичь рационального компромисса между спросом и предложением рабочей силы. В более общей постановке задачи рационального использования воз- можностей образовательного процесса важная роль отводится государству. Государство можно рассматривать в качестве своеобразного агента. В числе его главных целей — выбор и реализация рациональных решений социаль- ных проблем. Практическая необходимость их реализации определяется Центры образовательной и профессиональной ори- ентации Дистанционные курсы Единый каталог информации Координирующие и обеспечивающие организации Абитуриент Потребности в специалистах Работодатель Рис. 1. Структурная модель взаимосвязей в системе дистанционного образования Рациональный компромисс целей субъектов дистанционного образования Системні дослідження та інформаційні технології, 2003, № 4 47 многими факторами, из которых следует выделить существенное возраста- ние требований ко многим сторонам практической деятельности различных слоев населения, что обусловлено современными условиями широкого раз- вития туризма, международных научных форумов, выставок, разных форм и видов миграции населения. Среди этих требований особое значение имеют требования к профессионализму, культурному уровню, поведению и другим качествам специалистов различных профессий, которые в полной мере оп- ределяются понятием «активная гражданская позиция». Реализация этих требований возможна только на основе системной согласованности целей агентов. Несогласованность и противоречивость целей агентов, недостаток ин- формации для принятия решений субъектами обучения приводят к тому, что их интересы часто остаются нереализованными. Не исключены случаи, ко- гда учебные заведения предлагают неактуальные и невостребованные кур- сы, а предложения по трудоустройству имеют мало общего с полученным образованием. Все это ведет к значительным потерям трудовых и матери- альных ресурсов на макроуровне. Если вместо интуитивного решения при- нять рациональное, представляющее собой компромисс интересов всех агентов [8], то такие потери будут уменьшены. В данной работе под ком- промиссом понимается решение, которое принимается при взаимном согла- совании собственных интересов различных агентов, а под рациональностью понимается свойство процедуры выбора альтернативы, позволяющее без лишних затрат ресурсов достичь компромисса противоречивых целей. Современные математические методы позволяют находить рациональ- ное решение, используя, например, механизм нечеткой логики и многокри- териальной оптимизации. Еще одно достоинство использования математи- ческих методов — возможность учета не только текущих целей, но и прошлого опыта. Для субъекта обучения зачастую сложно произвести ана- лиз взаимозависимостей всех пройденных курсов обучения, выявить их вза- имную согласованность, оценить их влияние на те курсы, которые он пла- нирует изучать далее. Вместе с тем, получение объективной информации по перечисленным вопросам особенно важно в последипломном профессио- нальном образовании, где у субъекта обучения есть свобода выбора своей стратегии на уровне отдельных курсов. Как показано выше, ряд задач, стоящих перед разными агентами — оп- ределение стратегии обучения субъектами, предложение услуг учебными заведениями, индивидуализация учебного процесса, прогнозирование бу- дущей ситуации на рынке труда, — связаны между собой и могут решаться совместно. Общий результат решения, полученный с использованием мате- матических методов принятия решений и учитывающий цели и интересы разных агентов, назовем рациональным компромиссом целей. Структурные взаимосвязи процессов и субъектов при формировании рационального ком- промисса целей приведены на рис. 2. Решение в виде рационального компромисса целей дает возможность произвести декомпозицию общих целей. Сущность декомпозиции состоит в преобразовании сложных составных целей более высокого уровня иерархии в последовательность более простых целей, которые можно ставить и достигать на более низких уровнях иерархии. Задача декомпозиции целей Н.Д. Панкратова, В.Ю. Хохлов ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2003, № 4 48 возлагается в предложенной модели на центры образовательной и профессиональной ориентации (см. рис. 1). ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АГЕНТОВ И КОМПОНЕНТОВ СИСТЕМЫ ОБРАЗОВАНИЯ При решении задачи согласования целей важно не только определить струк- туру взаимосвязей компромисса целей и возможностей, но и показать, как агенты и компоненты системы образования взаимодействуют между собой при его поиске и реализации. Процессы, протекающие в предложенной мо- дели, достаточно сложные и зависят от многих факторов. Целесообразно рассмотреть их с точки зрения каждого агента отдельно. Первой фазой процесса получения образования для субъекта обучения является выбор курса или специальности (рис. 3). Эта фаза является процес- сом принятия решения, когда целесообразно использовать рациональный компромисс целей. Именно здесь происходит определение или корректи- ровка стратегии обучения. Вторая фаза — собственно фаза обучения. Её цель — активное приоб- ретение знаний, формирование умений и навыков. На этом этапе возможна индивидуализация процесса обучения, поскольку потребности субъекта уже известны и формализованы. Входной информацией для СДО может служить профайл студента, генерируемый при нахождении рационального компро- мисса. Заключительной фазой является получение документа об образовании, который выдает уполномоченная организация, в общем случае независимая от СДО. По результатам обучения из СДО в Единый каталог поступают све- дения на каждого обучаемого о полученных знаниях, сформированных уме- ниях и навыках, а также оценки, отзывы и комментарии. Все это и являет Субъекты обучения Учебные заведения Рынок труда Центры образовательной и профессиональной ориентации Интересы, стремления, опыт обучения Учебный план, возможности, детали курсов Тенденции, спрос Рациональный компромисс целей Предпочтительные курсы и специальности Актуальные курсы, спрос на специалистов, профайл студента Будущее предложение труда Рис. 2. Структурные взаимосвязи целей и возможностей субъектов компромисса Рациональный компромисс целей субъектов дистанционного образования Системні дослідження та інформаційні технології, 2003, № 4 49 собой тот опыт обучения, на основании которого будет производиться при- нятие решения в процессе дальнейшего получения образования. Таким об- разом процессу обучения придается итерационный, циклический характер с динамической корректировкой стратегии. Все это отвечает концепции не- прерывного обучения. В приведенных в этой статье схемах взаимодействия используются термины в следующем их значении: • провайдеры учебных материалов — организации, которые обеспечи- вают обучающими материалами по курсам (рис. 4); • провайдеры учебных средств — организации, обеспечивающие сред- ствами обучения (программными, аппаратными и иными); • клиентские учебные заведения — учебные заведения, поддерживаю- щие субъекты обучения (слушателей, студентов); • уполномоченная организация — организация, имеющая право выда- вать свидетельства о полученном образовании (дипломы, сертификаты); • цифровая библиотека — компонент системы образования, обеспечи- вающий доступ к учебным материалам и средствам обучения, независимо от организации хранилища данных (портал, централизованный репозиторий); • профайл студента — данные, которые позволяют корректировать учебную программу курса под индивидуальную специфику субъекта обуче- ния. Предложение образовательных услуг учебными заведениями определя- ется их интересами, ресурсами и возможностями. В процессе обучения воз- можно взаимодействие нескольких учебных заведений, каждое из которых Центры образова- тельной и профес- сиональной ориен- тации Провайдеры учебных материалов Рынок труда Единый каталог информации Система дистан- ционного обуче- ния Цифровая биб- лиотека Средства доставкиЗапрос Совет Рациональный компромисс ВозможностиТенденции Учебный опыт Материалы курса Материалы курса Получение знаний Результаты и комментарии Уполномоченная организация Документ об образовании Данные о субъекте Фаза 1 Фаза 2 Фаза 3 Профайл студента Данные о субъекте Рис. 3. Структура взаимосвязей процесса получения образования субъектом обучения Н.Д. Панкратова, В.Ю. Хохлов ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2003, № 4 50 специализируется на предоставлении определенных услуг. Например, учеб- ные заведения в крупных городах могут предоставлять актуальные курсы, но не поддержку для удаленных мест. Местные учебные заведения могут обеспечить такую поддержку, но у них возможности разработки новых кур- сов значительно скромнее. Поэтому учебные заведения можно разделить по их роли в процессе обучения или по стадии процесса обучения, на которой они задействованы, как было предложено в модели на основе информаци- онных компьютерных технологий [9]. Существуют три основные категории задач и целей учебных заведений. 1. Обеспечение обучающими материалами — разработка содержания курса, его поддержка и обновление, подготовка заданий для отдельных слушателей и групп, а также данных для подсистем проверки знаний. 2. Обеспечение средствами обучения — разработка обучающих про- граммных средств, включая программное обеспечение курса, средства дос- тавки, обратной связи и коммуникационной поддержки. 3. Поддержка субъектов обучения — организация поддержки слуша- телей наставником или тьютором, обеспечение обратной связи, помощь в решении текущих проблем в процессе обучения, а также сбор предложений по усовершенствованию курсов и запросов на их разработку. Схема взаимодействия этих трех категорий учебных заведений показа- на на рис. 4. Таким образом, агент «учебные заведения», который предос- тавляет и поддерживает компоненты схемы «дистанционные курсы» (см. рис. 1), в действительности подразделяется на несколько типов (или ролей) заведений. Конечно, одно заведение может выполнять сразу две или все три функции, но и тогда в нем можно выделить соответствующие этим функциям подсистемы. Именно эта модульная структура позволяет приме- нять различные методы совместного доступа к учебным материалам и сред- ствам обучения (например, одна СДО может при наличии соответствующе- Провайдеры учебных средств Провайдеры учебных материалов Цифровая библиотека Системные интеграторы, администраторы, поддержка Клиентские учебные заведения Средства доставки Предметная область Дидактика ИКТ Пользователи Обеспечивают под- держку и/или вклю- чают дистанционные курсы в свои про- граммы обучения Рис. 4. Схема взаимодействия учебных заведений в процессе предоставления услуг Рациональный компромисс целей субъектов дистанционного образования Системні дослідження та інформаційні технології, 2003, № 4 51 го соглашения между учебными заведениями включать в свой курс часть материалов другой СДО). Рациональный компромисс целей дает возможность учебным заведени- ям оценивать спрос на услуги в области обучения и таким образом опреде- лять стратегию предложения услуг на данном рынке. Однако есть и еще од- но важное преимущество. При нахождении решения выполняется формализация потребностей субъекта и опыта его прошлого обучения, в результате генерируется структура данных специального вида, называемая профайл студента. Используя предложенную в работе [6] формализацию информационных потоков и структуры курса в СДО, а также данный про- файл, можно предложить единые протоколы обмена данными между раз- ными типами учебных заведений в процессе их взаимодействия. Участие агентов рынка труда в рассмотренных выше процессах значи- тельно меньше. Можно выделить три основные формы их участия. 1. Обеспечение данных о текущем состоянии и перспективах спроса на рынке рабочей силы и, как результат, ранжирование актуальности курсов и специальностей. 2. Консультация с центрами для определения соответствия курсов или специальностей той или иной позиции на рынке труда. 3. Информационный запрос в Единый каталог на поиск наилучших специалистов на вакансии. Поскольку механизм рационального компромиссного решения содер- жит формализацию предоставляемых учебными заведениями услуг, то по- является возможность связать эти услуги с описанием позиций на рынке труда. Учитывая, что будущее предложение на рынке труда во многом оп- ределяется текущим распределением студентов по курсам и специальностям учебных заведений, можно будет определить специфику и достоинства предложения по тем или иным позициям. Кроме того, появится возмож- ность выявлять результативность обучения по той или иной специальности, для которой есть вакансии у работодателя. Это позволит автоматизировать поиск специалистов для заполнения вакансий по дефицитным и редким спе- циальностям. Таким образом, предложенная схема рационального компромисса це- лей учитывает интересы трех агентов, позволяет включить функции агентов в общую модель взаимодействия компонентов системы образования и реа- лизует концепцию непрерывного обучения. СОДЕРЖАТЕЛЬНАЯ ФОРМУЛИРОВКА ЗАДАЧИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РА- ЦИОНАЛЬНОГО КОМПРОМИССА ЦЕЛЕЙ Известны интересы и пожелания субъектов обучения, имеются сведения о полученном ими образовании (прошлый опыт обучения), возможности учебных заведений по предоставлению услуг СДО, тенденциях спроса и предложениях на рынке труда. Необходимо выработать рациональный компромисс целей и выдать ре- комендации о варианте последующего обучения, изменении спектра пре- доставляемых образовательных услуг и будущих предложениях на рынке Н.Д. Панкратова, В.Ю. Хохлов ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2003, № 4 52 труда. Кроме того, необходимо определить профайл студента, используе- мый в СДО для генерации индивидуального обучающего сценария, если имеются данные, достаточные для его создания. Общее решение задачи предлагается выполнять поэтапно. 1. Выделить необходимую информацию из пожеланий субъекта с ис- пользованием нечеткой логики и вероятностных ограничений. 2. Создать базу знаний о возможностях учебных заведений. 3. Решить многокритериальную задачу принятия решений о рациональ- ном варианте обучения или стратегии предложения образовательных услуг. 4. Использовать имеющиеся знания об индивидуальных особенностях субъекта, выделить в них индивидуальные особенности для решения задачи выбора учебного заведения. 5. Проанализировать динамику и учесть общественные потребности в рабочей силе, ситуации на рынке труда при решении задачи выбора учебно- го заведения. 6. Определить профайл студента, который передается в СДО как вход- ная информация о субъекте обучения. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАЦИО- НАЛЬНОГО КОМПРОМИССА ЦЕЛЕЙ Для формализации поставленной задачи и разработки алгоритма ее решения необходима математическая модель предметной области. В данном случае она плохо формализуется, поэтому для моделирования предлагается исполь- зовать аппарат нечетких множеств, принадлежность элемента которых бу- дет задаваться вербально (большая, средняя, малая и т.п.). Некоторые сущ- ности имеют вероятностный характер (спрос на специалистов, конкурс в учебном заведении). Их целесообразно представить случайными величина- ми с параметрами, оцениваемыми статистически. Введем следующие обо- значения: 1. Области знаний — множество { }Xn NnxX ,1== для согласования противоречивых интересов агентов. Его элементы nx — представления достаточно целостных и независимых областей знаний. Об- щее число заданных областей — XN . 2. Направления обучения — иерархия множеств { }Ssi NisS s ,1== , описывающих классификацию предлагаемых в сфере обучения услуг. На верхнем уровне иерархии находятся наиболее общие направления (матема- тика, физика, экономика), по мере углубления — все более частные. Данные множества служат для представления интересов субъектов обучения. Иерархичность с произвольным числом уровней на этом множестве и дру- гих множествах далее может быть введена с помощью отношения «родитель»: Рациональный компромисс целей субъектов дистанционного образования Системні дослідження та інформаційні технології, 2003, № 4 53 • если sis — объект верхнего уровня иерархии, то его родитель не оп- ределен; • в противном случае родитель sis — такой элемент Ss sj ∈ , который находится на один уровень иерархии выше, и к его области относится sis . У одного элемента может быть несколько родителей (например, если на- правление обучения находится на стыке двух наук). Для каждого элемента sis можно ввести множество его потомков { ss s ik i ssS =)( — родитель } sks . Научные направления связаны с областями знаний функцией нечеткой корреляции ( )ni xs s ,ν , где ( ) [ ]1,0,,, ∈∈∈ nini xsXxSs ss ν . Нулевое значение функции соответствует отсутствию взаимосвязи, единичное — полному со- ответствию направления обучения sis области знаний nx . 3. Ключевые слова — это термины, которые можно использовать для описания области знаний. Они также служат для представления интересов субъекта обучения. Множество ключевых слов вводится следующим образом: { }Kki NikK k ,1== . Ключевые слова связаны с областями знаний функцией нечеткой кор- реляции ( )ni xk k ,ν , где ( ) [ ]1,0,,, ∈∈∈ nini xkXxKk kk ν . 4. Учебные заведения — иерархия множеств { }EEi NieE E ,1== , описывающих учебные заведения, их подразделения и специальности, по которым производится обучение. Эти множества служат для представления возможностей учебных заведений по предоставлению образовательных услуг. Предлагаемые учебными заведениями услуги можно формализовать введением множества курсов { }Cci NicC c ,1== . Каждый курс связан с теми учебными заведениями (их подразделения- ми), которые его предоставляют. Курсы связаны с областями знаний функцией нечеткой корреляции ( )ni xc c ,ν , где ( ) [ ]1,0,,, ∈∈∈ nini xcXxCc cc ν . Для курса cic или специальности eie может быть задана случайная ве- личина конкурс, описывающая, например, среднее число абитуриентов на место и его дисперсию ( ) ( )C i C ii ccc DEUc ,~ξ . (1) Для курса также могут быть заданы входные требования, описываю- щие начальный уровень знаний и учитывающие отметки по родственным курсам. Например, можно задавать рекомендуемый уровень знаний по дру- Н.Д. Панкратова, В.Ю. Хохлов ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2003, № 4 54 гим курсам, которыми должен обладать абитуриент для работы с данным курсом в виде матрицы Cccji R NjiqQ cc ,1,,, == , (2) где cc jiq , — минимальная оценка уровня знаний, полученная в результате прослушивания курса cjc , необходимая для успешного усвоения материала курса cic . Информация об оценках знаний, полученных по результатам обучения, хранится в Едином каталоге информации, например, в виде вектора MQ для каждого слушателя Cci M NimQ c ,1, == , (3) где cim — оценка знаний слушателя по курсу cic . 5. Позиции на рынке труда — иерархия множеств { }Ppi NipP p ,1== , описывающих классификацию позиций на рынке труда (профессий), а также учитывающих спрос и предложения. Эти позиции связаны с областями знаний функцией нечеткой корреля- ции ),( ni xp p ν , где [ ]1,0),(,, ∈∈∈ nini xpXxPp pp ν . Кроме того, может быть задана случайная величина спрос на специали- стов, определяющая среднюю потребность в специалистах профессии pip и ее дисперсию ( ) ( )P i P ii ppp DENp ,~ξ . (4) 6. Показатели психологической совместимости — некоторые допол- нительные показатели, связанные с областями знаний (совместимость субъ- екта с конкретной областью знаний), а также с курсами (совместимость субъекта с реализацией курса) и определяемые психологами центра на собе- седовании. Рассмотрим задачу выбора варианта обучения на основе пожеланий субъекта обучения и спроса на рынке труда. В приведенных обозначениях математическая постановка задачи может быть представлена в следующем виде. Заданы нечеткие множества { })(, ss iSi ss µ , { })(, kk iKi kk µ , { })(, pp iPi pp µ , функции нечеткой корреляции ( )ni xs s ,ν , ( )ni xk k ,ν , ( )ni xp p ,ν , ( )ni xc c ,ν . Известны распределения случайных величин ( ) ( ) pc ii pc ξξ , , матрица требований RQ и информационный вектор MQ . Необходимо найти множество компромиссных вариантов обучения ( ){ }Cccc mmCm ∈µ, и определить профайл студента ( ){ }nXn xx µ, . Рациональный компромисс целей субъектов дистанционного образования Системні дослідження та інформаційні технології, 2003, № 4 55 АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ 1. Выбор областей знаний в соответствии с потребностями субъекта. ( ) ( ) ( ) ( ) ( )++= ∑∑ == k k kk s s ss N i iKink N i iSinsn kkxssxx 11 1 ,, µνρµνρµ ( ) ( ) max, 1 6 →+ ∑ = p p p N i iPinp ppx µνρ , (5) где функции принадлежности пожеланиям абитуриента и веса критериев учета соответствия обозначены как ( ) SiS sµ и sρ — для направленности обучения; ( ) KiK kµ и kρ — для ключевых слов; ( ) PiP pµ и pρ — для пози- ций на рынке труда. При этом выполнено условие нормировки 1=++ pks ρρρ . 2. Учет перспективности позиции на рынке труда в соответствии со спросом на профессии. Перспективность позиции определяется, в первую очередь, математи- ческим ожиданием спроса на специалистов данной профессии. Более пер- спективной считается позиция, неопределенность спроса (выражаемая дис- персией случайной величины) для которой меньше ( ) ( ) ( ) max 1 exp1, 1 12 → ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎪⎭ ⎪ ⎬ ⎫ ⎪⎩ ⎪ ⎨ ⎧ + −−= ∑ = p i p i d N i innn p p p p p D E pxxx ρνµµ , (6) где ( )nx1µ — значение функции принадлежности, вычисленное по формуле (3); p i p i pp DE , — параметры случайной величины (4); dρ — вес критерия учета спроса на специалистов выбранной профессии. Если же такая информация задана не по всем профессиям, можно вве- сти в формулу (6) дополнительный штрафной коэффициент (7), который будет понижать вес тех областей, информация по которым недостаточна. Он должен варьироваться от dρ−1 для случая полного отсутствия информации по области nx , до 1 — для случая максимально доступной информации. ( ) ( ) ( ))( 2 * 1 npp xNN ddnxK −−+−= αρρ , (7) где ( )np xN — число определенных для позиции pi параметров p i p i DE 66 , , ( )np x p xNN n max* = ; α — весовой коэффициент, показывающий, насколько резко будет уменьшаться значимость данной области при недостатке ин- формации. Значение этого коэффициента определяется эмпирически по сте- пени полноты описания позиций на рынке труда. Н.Д. Панкратова, В.Ю. Хохлов ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2003, № 4 56 3. Выбор курса в соответствии с областями знаний. ( ) ( ) ( ) max, 1 3 →= ∑ = cN m nXmnm xcxc µνµ , (8) где ( ) ( )nnX xx 2µµ = — функция принадлежности, описывающая соответст- вие области знаний nx потребностям субъекта обучения, рассчитанная по формуле (6). 4. Корректировка предпочтительности курса в соответствии с конкур- сом и входными требованиями. ( ) ( ) ( ) ( ) max 11 1exp134 → ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎪⎭ ⎪ ⎬ ⎫ ⎪⎩ ⎪ ⎨ ⎧ + ⋅ + −−== C m C m m cmmmC D E c ccc φ ρµµµ , (9) где ( )mc3µ — значение функции принадлежности, вычисленное по форму- ле (8); C m C m DE , — параметры случайной величины (1), заданные для Ccm ∈ ; ( )mcφ — некоторая штрафная функция за несоответствие входным требованиям. Значение этой функции должно быть нулевым при соответствии требо- ваниям и возрастать при увеличении рассогласования между имеющимся и требуемым уровнями знаний. Например, можно задавать ее в виде ( ) ( ) 2 1 : 2 , , ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ −= ∑ < mii qmi imim mqcφ , (10) где miq , — элемент матрицы RQ (2), а im — элемент вектора MQ (3). Нахождение компромиссных вариантов обучения по специальностям ( ){ }Eeee kkEk ∈µ, производится аналогично, только на шагах 3–4 вместо формул (8), (9) используются соответствующие им формулы (11), (12). ( ) ( ) ( ) max, 1 3 →=∑ = EN k nXknk xexe µνµ , (11) ( ) ( ) ( ) ( ) max 11 1exp134 → ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎪⎭ ⎪ ⎬ ⎫ ⎪⎩ ⎪ ⎨ ⎧ + ⋅ + −−== C k C k k ckkkE D E e eee φ ρµµµ . (12) Поскольку реализация программного комплекса предусматривает уда- ленный доступ к данным, то важным ограничением является объем данных, используемых для расчета на каждом шаге алгоритма. Для рационального использования вычислительных ресурсов и минимизации сетевого трафика можно отбирать на каждом шаге не все функции принадлежности, а лишь заданное число наилучших. Другой вариант — задание порога отбора на каждом шаге с его динамическим изменением при нахождении слишком большого или слишком малого числа подходящих значений. Рациональный компромисс целей субъектов дистанционного образования Системні дослідження та інформаційні технології, 2003, № 4 57 Задание входных данных для решения задачи осуществляется в сле- дующем порядке: • функции ( )ni xs s ,ν и ( )ni xk k ,ν — работниками центра ориентации на основании выбранных множеств SX , и K ; • принадлежность курсов специальностям обучения, учебным заведе- ниям и их подразделениям — работниками соответствующих учебных заве- дений; • функция ( )ni xc c ,ν — разработчиком (автором) курса на основании множества X ; • функция ( )ni xp p ,ν — работниками центра и/или специалистами в об- ласти рынка труда на основании множества X и профессиональных требований; • матрица RQ — разработчиком (автором) курса; • параметры случайной величины ( ) cicξ — работниками учебного за- ведения; • параметры случайной величины ( ) pipξ — специалистами в области рынка труда. В результате работы алгоритма получаются следующие выходные данные: • рекомендуемые для прохождения обучения курсы ( ){ }Cccc mmCm ∈µ, или специальности ( ){ }Eeee kkEk ∈µ, ; • профайл студента ( ){ }nXn xx µ, . ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ Учитывая специфику системы образования, разработанная программная реализация приведенной схемы обеспечивает: доступность широкому кругу пользователей; возможность совместной работы одновременно большого числа пользователей; наличие интерфейсов, позволяющих работать с систе- мой различным классам пользователей (субъектам обучения, работникам учебных заведений и т.п.). Отвечая реалиям современного состояния ин- формационных технологий, программная система должна функционировать в сети Интернет, т.е. соответствовать концепции открытых систем (ISO/OSI) и работать поверх протоколов TCP/IP. Для информационного обеспечения системы используется банк данных под управлением СУБД MySQL. Этот выбор обусловлен наличием версий данной СУБД, совместимых со многими операционными системами, высо- кой производительностью при обеспечении достаточной в данном случае функциональности и надежности. MySQL соответствует концепции ISO/OSI и позволяет осуществлять доступ к серверу БД по протоколам поверх TCP/IP. В качестве платформы разработки выбрана Java с базовой системой классов AWT, что позволяет сочетать доступность программного продукта широкому кругу пользователей (программа в виде Java-аплета доступна не- посредственно из Интернет-браузера), независимость от аппаратной плат- формы и операционной системы, возможность создания удобного графиче- Н.Д. Панкратова, В.Ю. Хохлов ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2003, № 4 58 ского интерфейса и распределения части вычислительной нагрузки (боль- шая часть вычислений производится на клиенте, а не на сервере). Выбор системы классов AWT, а не более новой системы Swing, обусловлен ее бо- лее широкой распространенностью. Программный комплекс состоит из трех частей — базы данных, интер- фейса задания входных данных учебными заведениями и агентами рынка труда, интерфейса субъекта обучения и выполнения расчета. Оба программных модуля реализованы как в виде Java-аплетов, которые выполняются в кон- тексте Интернет-браузера, так и в виде самостоятельного Java-приложения, которое выполняется виртуальной машиной Java. Интерфейс задания входных данных позволяет представителям учеб- ных заведений задавать объекты множеств E , C ; значения функции ( )ni xc c ,ν ; матрицу RQ , параметры случайной величины ( ) ci cξ . Агенты ры- нка труда могут задавать объекты множества P , значения функции ( )ni xp p ,ν и параметры случайной величины ( ) pipξ . Также интерфейс по- зволяет управлять объектами множеств KSX ,, ; задавать значения функ- ций ( )ni xs s ,ν и ( )ni xk k ,ν . Программа имеет модульную структуру, что су- щественно для эффективного разделения доступа и контроля прав пользователей при просмотре и изменении информации. Интерфейс субъекта обучения дает возможность описывать его по- требности в области обучения путем задания нечетких множеств ( ){ } ss iSi ss µ, , ( ){ } kk iKi kk µ, , ( ){ } pp iPi pp µ, . Пользователю необходимо выбрать нужный ему объект из списка или дерева информации и задать сте- пень его предпочтения (очень большая, большая, средняя, малая, очень ма- лая). Субъект также может просматривать и изменять выбранные значения, задавать значения весовых коэффициентов sρ , kρ , pρ и dρ . В настоящее время реализованы два метода расчета варианта обучения: по курсам и спе- циальностям. После выполнения расчетов выводится отсортированный спи- сок рекомендуемых вариантов обучения. По каждому из них можно полу- чить исчерпывающую информацию как о предлагаемой услуге, так и об учебных заведениях, которые ее предоставляют. Также имеется возмож- ность просмотреть сгенерированный профайл студента. Таким образом, на базе системной методологии и разработанной схемы информационного взаимодействия в дистанционном образовании предло- жена формализация, построена математическая модель и разработан алго- ритм решения задачи выбора стратегии обучения и согласования деятельно- сти субъектов на основе рационального компромисса целей. ЛИТЕРАТУРА 1. Згуровский М.З. Развитие системы дистанционного образования в Украине // Higher Education Open and Distance Learning Knowledge Base for Decision- Makers. Selected Materials of the Meeting of the IITE Focal Points in the CIS and Baltic Countries. — Kiev: IITE, 2003. — P. 9–17. Рациональный компромисс целей субъектов дистанционного образования Системні дослідження та інформаційні технології, 2003, № 4 59 2. Rossman Mark H. Successful Online Teaching Using an Asynchronous Learner Dis- cussion Forum // Journal of Asynchronous Learning Networks. — 3, Issue 2, November 1999. — P. 91–97. 3. Distance Education for the Information Society: policies, pedagogy and professional development. Analytical Survey. — M.: IITE, UNESCO, 2000. — 94 p. 4. Informatics for Primary Education. Recommendations. — M.: IITE, 2000. — 80 p. 5. Анохин П.К. Философские аспекты теории функциональной системы. Избран- ные труды. — М.: Наука, 1978. — 400 с. 6. Панкратова Н.Д., Хохлов В.Ю. Построение модели дистанционного образова- ния на основе системной методологии // Системні дослідження та інформаційні технології. — 2002. — №3. — С. 85–98. 7. Панкратова Н.Д. Проблеми формування ринку наукоємної продукції // Ут- вердження інноваційної моделі розвитку економіки України. — Київ: НТУУ «КПІ», 2003. — С. 337–346. 8. Pankratova N., Khokhlov V. Development of the Distance Education on the System Methodology Basis // Proceedings of LEARNTEC 2002. — Karlsruher, 2002. — Р. 275–284. 9. Shawki Tarek G. Towards a Technology-Mediated Education System. Report for the International Expert Meeting. March 1–4, 2000. Minsk–Belarus. — Р. 10–11. Поступила 3.09.2003
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-50302
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	1681–6048
language	Russian
last_indexed	2025-11-30T10:27:14Z
publishDate	2003
publisher	Навчально-науковий комплекс "Інститут прикладного системного аналізу" НТУУ "КПІ" МОН та НАН України
record_format	dspace
spelling	Панкратова, Н.Д. Хохлов, В.Ю. 2013-10-09T21:19:21Z 2013-10-09T21:19:21Z 2003 Рациональный компромисс целей субъектов дистанционного образования / Н.Д. Панкратова, В.Ю. Хохлов // Систем. дослідж. та інформ. технології. — 2003. — № 4. — С. 44-59. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 1681–6048 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/50302 007:681.518 На базе системной методологии исследованы механизмы согласования деятельности субъектов в дистанционном образовании для нахождения рационального компромисса целей субъектов обучения, учебных заведений и агентов рынка труда. На схемах взаимосвязей компонентов системы образования в процессе обучения и на схеме взаимодействия учебных заведений проиллюстрированы преимущества такого подхода. Предложена математическая постановка задачи обеспечения рационального компромисса целей. Разработан алгоритм ее решения. На основі системної методології досліджено механізми погодження діяльності суб’єктів у дистанційній освіті з метою знаходження раціонального компромісу цілей суб’єктів навчання, навчальних закладів та агентів ринку праці. На схемах взаємозв’язків компонентів системи освіти у процесі навчання та на схемі взаємодії навчальних закладів проілюстровано переваги такого підходу. Запропоновано математичну модель задачі знаходження раціонального компромісу цілей та наведено алгоритм її розв’язку. Coordination mechanisms for agents purposes in the distance education have been studied on the basis of system methodology. The finding of rational compromise for purposes of learners, educational institutions and labour market agents is proposed. Benefits of the approach are illustrated by the scheme of education system components interconnection during the learning process and the scheme of educational institutions interaction. A mathematical model and an algorithm for finding the rational compromise of purposes are given. ru Навчально-науковий комплекс "Інститут прикладного системного аналізу" НТУУ "КПІ" МОН та НАН України Системні дослідження та інформаційні технології Прогресивні інформаційні технології, високопродуктивні комп’ютерні системи Рациональный компромисс целей субъектов дистанционного образования Раціональний компроміс цілей суб’єктів дистанційної освіти Rational compromise of agent purposes in distance education Article published earlier
spellingShingle	Рациональный компромисс целей субъектов дистанционного образования Панкратова, Н.Д. Хохлов, В.Ю. Прогресивні інформаційні технології, високопродуктивні комп’ютерні системи
title	Рациональный компромисс целей субъектов дистанционного образования
title_alt	Раціональний компроміс цілей суб’єктів дистанційної освіти Rational compromise of agent purposes in distance education
title_full	Рациональный компромисс целей субъектов дистанционного образования
title_fullStr	Рациональный компромисс целей субъектов дистанционного образования
title_full_unstemmed	Рациональный компромисс целей субъектов дистанционного образования
title_short	Рациональный компромисс целей субъектов дистанционного образования
title_sort	рациональный компромисс целей субъектов дистанционного образования
topic	Прогресивні інформаційні технології, високопродуктивні комп’ютерні системи
topic_facet	Прогресивні інформаційні технології, високопродуктивні комп’ютерні системи
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/50302
work_keys_str_mv	AT pankratovand racionalʹnyikompromissceleisubʺektovdistancionnogoobrazovaniâ AT hohlovvû racionalʹnyikompromissceleisubʺektovdistancionnogoobrazovaniâ AT pankratovand racíonalʹniikompromíscíleisubêktívdistancíinoíosvíti AT hohlovvû racíonalʹniikompromíscíleisubêktívdistancíinoíosvíti AT pankratovand rationalcompromiseofagentpurposesindistanceeducation AT hohlovvû rationalcompromiseofagentpurposesindistanceeducation

Рациональный компромисс целей субъектов дистанционного образования

Репозитарії

Схожі ресурси